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Analisi e monitoraggio di frane mediante misure laser scanner terrestre da lunga distanza

Informazioni tesi

  Autore: Lorenzo Mattiacci
  Tipo: Tesi di Laurea Magistrale
  Anno: 2013-14
  Università: Università degli Studi di Perugia
  Facoltà: Scienze Matematiche, Fisiche e Naturali
  Corso: Scienze Geologiche
  Relatore: Aurelio Stoppini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 260

La frana è uno dei disastri naturali più devastanti, che porta al pericolo di vita, di proprietà e danni infrastrutturali. Un monitoraggio accurato della cinematica di una frana è un aspetto importante per la comprensione fisica dei meccanismi di rottura e la quantificazione dei rischi associati. È quindi necessaria una tecnica efficace per monitorare i fenomeni franosi permettendo di controllarli, riducendone così l’impatto.
Il monitoraggio a livello della superficie del suolo può essere effettuato utilizzando diversi tipi di strumenti topografici: i risultati più accurati sono ottenuti di norma mediante livelli, stazioni totali o ricevitori satellitari.
Il Terrestrial Laser Scanning (TLS) è una tecnica geomatica adatta alla caratterizzazione e al monitoraggio di versanti rocciosi. Movimenti franosi e crolli rocciosi possono essere rilevati mediante il confronto di scansioni sequenziali che, opportunamente elaborate, possono portare a una combinazione di previsione temporale e spaziale delle frane.
L’attuale disponibilità di TLS a lungo raggio rende più semplice l’uso operativo di questo strumento di rilevazione, che può fornire risultati che, rispetto ad altri metodi topografici e fotogrammetrici, possono essere ottenuti più facilmente e in minor tempo. I principali vantaggi del rilievo laser applicato alla geologia sono l’acquisizione veloce grazie alla raccolta di dati a distanza e la maggior completezza delle informazioni rispetto alle indagini tradizionali, in quanto il rilievo con TLS consente di ottenere una modellazione molto più dettagliata dell’intera superficie della frana, e non solo sui punti di monitoraggio singoli.
Lo scopo della tesi è quello di verificare l’opportunità dell’applicazione della tecnica del laser scanning al monitoraggio da lunga distanza in un’area che è stata interessata da movimenti franosi e sottoposta ad estesi interventi di consolidamento (Frana di Valderchia – Gubbio, data evento 1997) utilizzando dei punti di controllo a terra, segnalizzati mediante target catarifrangenti. I risultati del test vengono anche messi in relazione con i dati ottenuti dalle misurazioni con la stazione totale, uno degli strumenti che viene principalmente utilizzato per scopi di monitoraggio.

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Capitolo II. MONITORAGGIO DEI MOVIMENTI FRANOSI CON LA TECNICA DEL TERRESTRIAL LASER SCANNING - TLS 40 2. MONITORAGGIO DEI MOVIMENTI FRANOSI CON LA TECNICA DEL TERRESTRIAL LASER SCANNING - TLS La frana è uno dei disastri naturali più devastanti per i paesi di tutto il mondo, che porta al pericolo di vita, di proprietà e danni infrastrutturali. Un monitoraggio accurato della cinematica di una frana è un aspetto importante per la comprensione fisica dei meccanismi di rottura e la quantificazione dei rischi associati (Travelletti et al., 2014). Quindi, è necessaria una tecnica efficace per monitorarla, riducendo così l’impatto causato da questo tipo di disastro (Lau et al., 2014). Il Terrestrial Laser Scanning (TLS) è una delle tecniche di rilevamento più interessanti per la caratterizzazione e il monitoraggio di versanti rocciosi. Movimenti franosi e crolli rocciosi possono essere rilevati mediante il confronto di scansioni sequenziali che opportunamente elaborate possono portare a una combinazione di previsione temporale e spaziale delle frane (Abellán et al., 2009). Negli ultimi dieci anni l’efficacia del TLS per monitorare lenti movimenti franosi è stata ampiamente dimostrata ma sono ancora necessari metodi di elaborazione accurati per estrarre informazioni utili disponibili nelle serie storiche delle nuvole di punti (Travelletti et al., 2014). Fotogrammetria e scansione laser, grazie allo sviluppo significativo negli ultimi anni, sono tecniche di rilevamento paragonabili nel generare, senza contatto con l’oggetto e con una precisione commisurata alla scala dei Digital Terrain Model (DTM), uno strumento fondamentale per individuare, classificare e monitorare le frane. Le indagini realizzate su aree test hanno dimostrato che, in molti casi, il TLS può rappresentare un efficace e rapida soluzione per produrre economici, accurati e precisi DTM ai fini di indagine su pendii interessati da movimenti franosi (Bitelli et al., 2004). Anche se il numero di pubblicazioni sull’uso del TLS nello studio dei versanti rocciosi è rapidamente aumentato negli ultimi 5-10 anni, è stato però fatto poco per valutare i principali sviluppi, stabilire la miglior procedura operativa e unificare gli approcci di ricerche future.

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